James flall, Ediiib. roy. Soc. Tram j IHOi
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tenir des appareils à fermeture hermétique en empêcha d'abord le succès. Le 31 mars 1801, James Hall transforma pour la première fois un morceau de craie en calcite grenue, translucide. Quelques jours après, il obtint une masse complètement cristalline, à cassures rhomboïdales, d'environ un centimètre carré de surface. EnQn, un perfectionnement, apporté au dispositif expérimental, lui fournit un marbre parfait, translucide, rempli de faceltes, dont on distinguait à la loupe les formes anguleuses faisant saillie dans les cavités du culot.
calcaire employée et obtint encore du marbre.
Cetle expérience, répétée plus tard par Bischof et en^ suite par G. Rose avec Taide de Siemens *, échoua d*abord entre les mains de ces observateurs. L'imperfection des appareils employés rendait tout succès impossible. Cependant, G. Rose et Siemens ayant un peu amélioré le mode de fermeture des tubes qu'ils employaient, ont fini par réussir à confirmer les résultats de Hall. Hs ont transformé au rouge de l'aragonite et de la craie en une masse de calcite semblable à du marbre. La fermeture incomplète des appareils dont ils se sont servis, même dans leurs expériences fructueuses, montre que la production du marbre artificiel peut s'opérer encore, lorsque l'acide carbonique, provenant de la décomposition du carbonate de chaux employé, s'échappe partiellement au dehoîs. Pour que l'opération réussisse, il suffit que l'acide carbonique, mis en liberté, demeure dans le vase servant & l'expérience avec une tension suffisante pour empêcher la décomposition complète du carbonate de chaux.
Les expériences de Faraday et de Gay-Lnssac ont en efiet démontré que le calcaire peut se transformer paV-
1. G. Rose et Siemens, Pogg. Ann.. l. CXIU, p. 565. — B^l. Ac. Ber,, 1862, p. 669. — ZeiL d. fi. geol. Ges., 1863, p. 456. — J. f. pr, Ch., 1863, l. LXXXVIII. p. 256. — J. f. Min., 1863 el 1864, p. 464.
aOd CARBONATES.
(iellement en marbre sous la pression ordinaire, pourvu ^u'on le maintienne dans une atmosphère d'acide carbonique, et M. Débraya a donné l'explication du fait, en le rapportant à des phénomènes de dissociation et en démontrant que l'acide carbonique joue, dans tous ces phénomènes, le rôle d'un vrai minéralisateur.
D'après ses remarquables expériences, la décomposition du spath est nulle à 350°; à 860<», l'acide carbonique s'en échappe avec une tension de 85"™ de mercure; enfin, à 1040*», il atteint une tension de 520"". Il en résulte qu'on peut chauffer du spath à 1040°, dans un courant d'acide carbonique à la pression atmosphérique, sans l'altérer aucunement. On comprend donc qu'à des températures plus élevées et susceptibles de variations, dans une atmosphère d'acide carbonique, à la pression ordinaire, il puisse y avoir des décompositions et des recompositions successives, et par suite un changement de structure du calcaire employé.
Nous ne pouvons mieux faire que de citer l'appréciation de Henri Sainte-Claire Deville sur le caractère de ces expériences : « On peut assimiler le carbonate de chaux, « chauffé dans une enceinte limitée et à température fixe, « à une substance volatile qui émettrait une certaine «.quantité de vapeur, sa tension étant constante quand « la température ne varie pas et, en tous cas, indépen- « dante de la pression extérieure. Le carbonate de chaux « obéit donc dans sa décomposition aux lois de la vapo- « risation de l'eau'. ».
6. Rose a ' montré que, par voie humide, on pouvait dans une môme dissolution obtenir des cristaux de calcite et d'aragonite, qui se déposent en des points différents du vase, suivant les conditions diverses de tempéra-
1. Debray, C. R., l. LXIV, 1867, p. 603. — l. LXVI, 18^8. p. 194.
2. Rapport de Henri Sainto-Clairo Deville» C. R., l. LXXVl, 1813, p. 117.
3. G. Rose, Pogg Ann., 1837, t. Xll, p. 533. — /. /". Mn., 1838, p. 332.
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ture du liquide. De ses nombreuses expériences il ressort aussi : 1*» que Taragonite senable se former exclusivement par une évaporation rapide à chaud ; 2** que la calcite peut se produire par décomposition du bicarbonate de chaux en dissolution, aussi bien à chaud qu'à froid.
Quand on évapore à la température ordinaire une dissolution de bicarbonate de chaux contenue dans un vase largement ouvert, les parois du vase et la surface du liquide se couvrent d'une croûte, formée de cristaux de calcite. Au fond du liquide, il se dépose une couche granuleuse (composée probablement de cristaux de calcite agglomérés).
Si révaporation se fait lentement dans un vase incomplètement bouché, il se dépose des cristaux de calcite assez volumineux pour que leurs angles soient susceptibles d'être mesurés au goniomètre. On y constate les faces du rhomboèdre primitif et celles du pinacoïde.
Quand l'évaporation a lieu à chaud, à une douce température, la surface du liquide se recouvre de cristaux d'aragonite, et le fond du vase de rhomboèdres de calcite.
Si l'on mélange deux dissolutions, l'une de chlorure de calcium et l'autre d'un carbonate alcalin, il se fait un précipité grenu qui, abandonné à lui-même en présence du liquide, se transforme peu à peu en un dépôt de petits cristaux rhomboédriques de calcite.
Les expériences dont il vient d'être question ont été effectuées par 6. Rose en 1837; les suivantes ont été faites par le même savant en 1859*.
Quand on fond un mélange de chlorure de calcium et de carbonate de soude, et qu'on reprend par l'eau la niasse résultant de la fusion, on obtient un résidu grenu qui se change avec le temps en cristaux de calcite. Même
1. G. Rose, Berl Ac. Ber., 1860, p. 363 et 375. — Pogg. Ann., l. CXI, p. 156.— /. /•. pr, Ch, t. IJCXXI, p. 383, et t. LXXXH, p. 351. - /. f. Min., 1860, p. 705 et 719. — L'inst., 1860, p. 416.
résultat quand on remplace le chlorure de calcium par le carbonate de chaux.
Une dissolution de chlorure de calcium, décomposée à chaud par le carbonate de soude ou d'ammoniaque, donne un précipité qui ne tarde pas à devenir cristallin et à montrer les propriétés de la calcite. Quand on fait intervenir le carbonate de soude, ce changement est rendu plus rapide, si Ton agit à la température de Tébullition; quand on opère avec le carbonate d'ammoniaque, ou plutôt avec l'ammoniaque en présence d'un courant d'acide carbonique, il est préférable d'agir à une température moins élevée.
Ces expériences démontrent déjà que la calcite peut cristalliser à chaud. Pour confirmer cette donnée, G. Rose a décomposé à chaud une dissolution de bicarbonate de chaux contenue dans un long vase cylindrique. La surface offerte à Tévaporation était peu étendue. Dans ces conditions, il ne se forme que de la calcite.
On voit que ces expériences ne sont pas susceptibles de trancher définitivemen.t la question des .conditions dans lesquelles s'opère la cristallisation sous forme de calcite ou d'aragonite.
Becqaerel' a reproduit la calcite en faisant agir lentement une dissolution étendue de bicarbonate de soude sur un morceau de gypse. Une double décomposition s'opère et le morceau de gypse se montre, au bout de quelque temps, couvert de petits cristaux de calcite.
Le même expérimentateur* est arrivé à un résultat analogue, en faisant réagir une dissolution étendue de silicate de potasse sur un morceau de gypse en présence de l'acide carbonique de l'air. L'opération s'effectue dans
1. Becquerel, Comptes rendus, t. XXXIV, p. 29. — L7ns^, 1852, p. 27.— J. f. pr. C'/i., t. LV, p. 3:n. — Ann. Ch. Ph., t. LXXXIV, p. 199.
2. Becquerel, C H., t. XXXVI, p. 207. — Ulml,, 1853, p. 41. — J. f. pr, Ch., t. LIX, p. 7. — Edinb. ncio Phil. J., l. LV, p. 190.
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un flacon imparfaitement bouché, de sorte que l'acide carbonique de Tair réagit très . lentement sur le silicate alcalin. Au bout de plusieurs mois, on trouve le morceau de gypse recouvert de cristaux de calcite et d'un enduit de silice hydratée; la dissolution ne retient plus que du carbonate de potasse.
Becquerel a montré en outre que, dans sa première expérience, si Ton remplace la dissolution de bicarbonate de soude par une lessive de potasse caustique, soumise à Faction lente de Tacide carbonique de Tair, on peut entièrement transformer en calcite le morceau de gypse renfermé dans le flacon.
Dans cette môme expérience, si la dissolution de carbonate de soude est concentrée, il se forme de Taragonite, surtout si Ton opère en vase clos à la température de 100« à 150«.
Dans une série d'expériences encore inédiles, MM. Hautefeuille et Margottet ont obtenu plusieurs carbonates cristallisés et notamment la calcite, à l'aide d'un dispositif qui rappelle la circulation souterraine des sources hydrothermiques et les conditions probables de remplissage d'un grand nombre de filons concrélionnés. Ils font circuler lentement une dissolution saturée de bicarbonate, dans de longs tubes doucement chaufl'és en quelques-uns de leurs points. En ces points mêmes, sopère un dépôt de cristaux qui finit par obstruer le tube.
AppiicatioM a la f^éoiof^ie. — Dans la plupart des cas, la calcite et l'aragonite naturelles paraissent résulter d'une décomposition de dissolutions de bicarbonate de chaux plus ou moins concentrées et plus ou moins chaudes. Les cristaux formés afTcrtent la forme rhomboédrique ou la forme orthorhombique, suivant la température à laquelle s'est opérée la cristallisation. La célèbre expérience de
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Dernièrement, la reproduction artificielle du diamant a été annoncée comme réalisée par H. Kannay, Taide* d'un procédé dont Fauteur a gardé le secret. Jusqu'à plus ample inrormation, malgré les renseignements favorables fournis par M. Maskeline, il y a lieu de douter du succès obtenu.
CALGITE ET ARAGONITE (GaOCO»).
1801. James Hall. — 1837. Gustave Hose. — 1852. Becquerel. 1881. Hautefeuille et Margottet.
Pour obtenir le carbonate de chaux cristallisé sous forme rhomboédrique, il suffit d'abandonner à l'évaporafion à l'air libre une dissolution de bicarbonate de chaux. Ce phénomène est depuis longtemps connu des chimistes et des géologues, auxquels il a servi pour expliquer l'origine des travertins et des sables calcaires cristallins que la nature produit encore de nos jours.
Bien que ces données, appuyées d'ailleurs par l'observation géologique, montrent la prédominance de la voie humide dans la production naturelle de la calcite, cependant les premiers essais de synthèse de ce minéral ont été pratiqués par la voie sèche.
Hutton avait émis l'idée que le marbre devait son origine à l'influence combinée d'une température élevée et d'une forte pression. Dès 1790, James Hall lui proposa d'inaugurer des expériences à l'appui de cette hypothèse; mais Hutton, craignant l'insuccès d'essais de ce genre, s'y montra peu favorable. C'est seulement après sa mort, en 1798, qu'elles furent mises en train. La difficulté d'ob-
